Les cultures s’adaptent à l’ombre partielle en agrivoltaïsme

Sous des panneaux photovoltaïques, une culture ne cesse pas simplement de fonctionner lorsque la lumière change. Sur cinq sites allemands, des chercheurs de l’Université de Hohenheim et du Centre de recherche de Jülich ont mesuré directement la photosynthèse dans les feuilles d’orge, de féveroles, de pommes de terre, de chou et de maïs lors d’essais en plein champ menés en 2023 et 2024. Les parcelles faisaient partie de systèmes agrivoltaïques et agroforestiers, avec des zones entièrement exposées au soleil servant de comparaison.

Les plantes ont ajusté leur fonctionnement interne. Pour toutes les cultures étudiées, la respiration à l’obscurité — le CO₂ que les plantes perdent en respirant — et le point de compensation lumineuse, c’est-à-dire la quantité de lumière nécessaire pour fixer suffisamment de carbone pour leur croissance, ont diminué sous une ombre partielle. Il en résultait une perte moindre de CO₂ par la respiration et un besoin réduit en lumière pour fixer le carbone. Jennifer Moore, l’autrice principale de l’étude, a décrit cette réaction comme une adaptation physiologique nette à l’ombre partielle.

L’effet se maintenait quels que soient le lieu, le type de sol, le mode de culture et les conditions d’ombrage. Le maïs était la culture la plus sensible, mais le résultat général restait cohérent : une ombre modérée ne poussait pas automatiquement ces cultures de plein champ jusqu’à leurs limites. Le type d’ombre avait tout de même son importance. La photosynthèse restait relativement stable sous les modules photovoltaïques, tandis que les couverts arborés produisaient des fluctuations plus fortes, leurs ombres étant moins régulières. Il faudrait donc éviter les zones constamment très ombragées.

Alors, concrètement ? Ces mesures pourraient aider les chercheurs à identifier et à sélectionner des variétés plus tolérantes à l’ombre, tout en donnant aux agriculteurs un moyen d’associer les cultures et les parcelles aux conditions de luminosité créées par une installation agrivoltaïque. Les panneaux peuvent également réduire le stress thermique, abaisser la température des sols et aider ces derniers à retenir l’humidité, en associant production d’électricité et possible protection contre la chaleur et la sécheresse.

Cela ne revient pas à garantir une hausse des récoltes. L’étude n’a trouvé aucune tendance uniforme concernant les rendements : les résultats variaient selon la culture et le lieu. Sa principale contribution est plus précise — et utile pour les prochaines décisions de conception. Elle montre que les mécanismes d’utilisation de la lumière des plantes peuvent s’adapter, tandis que les performances réelles en matière de rendement doivent encore être évaluées système par système.